颜色测量 标准色价系统 (DIN 5033 T2-1992)
第四章 孟塞尔及其它标色系统
三、孟塞尔彩度(Chroma,记为/C)
◇颜色的饱和度以离开中央
轴的水平距离来表示，称为孟 塞尔彩度，表示这一颜色与相 同明度值的非彩色之间的差别 程度。中央轴上彩度为0，离开 中央轴越远，彩度值越大； ◇孟塞尔彩度以符号/C来表 示； ◇各色调的最大彩度值不等， 个别颜色的孟塞尔彩度可达到 20；
一、孟塞尔色立体
孟塞尔(A·H·Munsell)所创立的颜色系统是用颜
色立体模型表示颜色的一种方法。用一个三维空间类 似球体的模型，将各种表面色的三种基本特性：色相 、明度、饱和度全部表示出来。在立体模型中的每一 部位各代表一特定的颜色，并给予一定的标号。 以颜色的视觉特性来制定颜色分类和标定系统，目
◇复圆锥的每一部位都用WBC三个值表示，再加上
色相(H)，奥氏体系有四个参数，但是实际上只有三个 是独立的。
奥斯瓦尔德等色相三角形
◇奥斯瓦尔德系统的全部色块都由纯色和适量的消 色混合而成的，它的关系是： 白色量W+黑色量B+纯色量C=100 ◇奥斯瓦尔德颜色立体的中央轴是无彩轴，代表从 底部的理想黑色到顶部的理想白色的中性色系列。但 是往往由于印刷条件及其它具体条件的限制，实际达 到黑的反射比为0.009,白的反射比 0.891,都不是理想 值。奥斯瓦尔德将反射比从89.1%到3.5%分成八个亮度
恒定饱和度轨
迹并不是同心圆， 即表明视觉上等差 的饱和度差别在色 度图上并不是等距 离的。
CIE1931色度图上表面色的恒定饱和度轨迹
CIE1931色度图上孟塞尔新标系统的恒定色 相和饱和度轨迹（V=1）
CIE1931色度图上孟塞尔新标系统的恒定色 相和饱和度轨迹（V=2）
CIE1931色度图上孟塞尔新标系统的恒定色 相和饱和度轨迹（V=3）
色度测量的类型及仪器
色度测量的类型及仪器作者：刘世昌文章来源：《印刷品质量质检测与控制》·第二章色度测量技术及其应用点击数：更新时间：2001-11-5第三节色度测量的类型及仪器一、两种色度测量方法比较密度测量也是一种对色彩进行测量的重要形式。
密度计本身有其独特的优点，这主要是对印刷过程控制而言。
密度计价格便宜、读数迅速，在许多方面超过其它精密制作测量仪器，例如在控制墨层厚度中应用，它们还被用在一些简单而有意义的测量中。
但密度计有下列缺点：①仪器之间的一致性差，这是由于光源、光电倍增管和滤色片之间光谱特性上的差异造成的。
然而，技术上的进步也提高了密度计的使用价值。
现在已经出现带有频闪氙光源、光电二极管传感器和不接触样本面进行测量的联机密度计；装有微处理器的密度计还可作简单的计算（如计算油墨叠印率）。
②密度计不能提供与人眼灵敏度相关的心理物理测量，其分析测量能力是有限的。
③密度测量不能以某种形式跟CIE*表色系统相关联，而CIE*表色系统却是公认的色彩语言。
新型色度计和分光光度计已经使印刷工业认识到色度测量的潜力，这种测量跟人眼的光谱灵敏度密切相关并提供CIE表色系统参数。
色度测量方法主要有两种。
第一种方法是利用光电色度计测色的方法，光电色度计在原理上非常类似于密度计，其外观、操作方法及价格也跟密度计相近。
光电色度处在接显示三刺激值x（λ）、y（λ）、z（λ），大多数还把三刺激值转换成为匀色空间标度，例如转换成为CIELAB标度，但大多数只有一或二种照明，所以用光电色度计测得的色彩并不总是表现视觉色彩，另外，CIELAB色彩空间对印刷复制来说并不是最好的表色系统，因为它不能像CIELUV那样计算饱和度。
光电色度计的精度在确定色差方面肯定是足够的，可以在印刷车间用作色差比较的测量。
许多光电色度计的精度也高到足以进行绝对色彩和相对色差的测量，但是一般说来，人们更喜欢用分光光度计去完成上述各项任务。
色度计可以看成是一个反射率计，或一个不带对数变换器但带有一套专门滤色片的密度计。
色度学2
λ
并可求出色品坐标： 并可求出色品坐标：
X Y x= y= X +Y + Z X +Y + Z Z z= X +Y + Z
该图为CIE1931-xyz色品图 色品图 该图为
所有真实颜色的色品都落在图中马蹄形的轨迹 所包围的范围内或边界上， 所包围的范围内或边界上，图形以外的点则代 表假想的色品。 表假想的色品。 边界上是所有单色光的色品 不包括马蹄口的直线） （不包括马蹄口的直线） 该边界称为光谱轨迹 该边界称为光谱轨迹 马蹄口的直线称为紫红线， 马蹄口的直线称为紫红线， 紫红线 它代表红、 它代表红、蓝两色混合后 产生的部分红色和全部紫色色品，这些颜色 产生的部分红色和全部紫色色品， 具有最大饱和度，但非光谱色。 具有最大饱和度，但非光谱色。 色品点越接近边界饱和度越高
S(λ) 为光源的光谱功率分布 为光源的光谱功率分布
τ 对于物体色，颜λ) = S(λ) (λ) 物体色
对于反射体，颜色刺激函数： 对于反射体，颜色刺激函数：
τ(λ) 为物体 透明体 的光谱透射比 为物体(透明体 透明体)的 ϕ(λ) = S(λ)ρ(λ)
1931 CIE-XYZ 系统，是在 系统，是在1931 CIE-RGB 系统 基础上， 基础上，经重新选定三原色和数据变换而确定的 三原色的选定遵从以下原则： 三原色的选定遵从以下原则： 1）用此三原色匹配等能光谱色，三刺激值不应 ）用此三原色匹配等能光谱色， 出现负值。 出现负值。 2）实际不存在的颜色在色品图上所占的面积 ） 应尽量小。 应尽量小。 3）用Y刺激值表示颜色的亮度，同时也表示 ） 刺激值表示颜色的亮度， 刺激值表示颜色的亮度 色度， 刺激值只表示色度不表示亮度。 色度，而X和Z刺激值只表示色度不表示亮度。 和 刺激值只表示色度不表示亮度
颜色测量和测色仪器
科学研究
颜色测量是研究颜色科学、 心理学、艺术等领域的基 础工具。
颜色测量原理及方法
颜色匹配法
分光光度法
通过比较待测色与标准色的差异，实现颜 色的定量描述，如孟塞尔颜色系统。
利用分光光度计测量物体反射或透射光的 光谱分布，从而得到物体的颜色信息。
色差公式法
仪器化颜色测量方法
根据特定的色差公式（如CIEDE2000等） ，计算待测色与标准色之间的色差，实现 颜色的精确测量。
多功能集成化
将颜色测量与其他相关 功能（如光谱分析、荧 光分析等）集成在一起， 实现一机多用，提高使 用便捷性。
智能化与自动化
引入人工智能和机器学 习技术，实现颜色测量 的自动化和智能化，提 高测量效率和准确性。
行业应用拓展前景预测
纺织印染行业
应用于纺织品的颜色测量和品质控制，提高 生产效率和产品质量。
塑料橡胶行业应用
1 2 3
原材料质量控制
通过颜色测量技术可以监控塑料或橡胶原材料的 颜色变化，确保生产过程中的稳定性和一致性。
产品颜色设计
测色仪器可以为塑料和橡胶制品的设计师提供准 确的颜色数据，帮助他们实现精确的颜色设计和 配色。
质量控制与检测
在塑料和橡胶制品的生产过程中，颜色测量技术 可用于监控产品的颜色一致性、色牢度等质量指 标。
手持式便携测色仪
原理
手持式便携测色仪采用小型化的分光或积分球技术，将测量系统 集成在一个手持设备中，方便携带和使用。
优点
具有便携性、操作简单、快速测量等优点，适用于现场或户外颜色 测量需求。
缺点
由于体积和重量的限制，手持式便携测色仪的测量精度和稳定性可 能略低于大型测色仪器。
在线自动连续测色系统
最新颜色科学第五章颜色的测定方法与常用测色仪器ppt课件
积分球
积分球又称为光通球，是一个中空的完整球壳。内壁涂白色漫反射层， 且球内壁各点漫射均匀。光源S在球壁上任意一点B上产生的光照度是 由多次反射光产生的光照度叠加而成的。
检测
4．漫射/垂直(记作d/0) 用积分球漫射照明样品，样品的法线 和观测光束光轴之间的夹角不应超过10。，观测光束的任一光束 和其光轴之间的夹角不应超过5。。
此外国际上现在广泛使用的传递标准是完全漫反射体上标定的绝 对值，计算机能将绝对反射值予以存储，并用来标定仪器，从而保证 仪器在标准状态下工作。
元件组成：
光源 单色仪 积分球 光电检测器 数据处理装置
光路图:
若以试样受到的照明光是复色光还是单色光来区分，则分光光 度仪的光路设计有两种。
标准光源A 照射物 体接收器上电光流
X k ( ) X ( )X ( )d
Y kSD ()()y()d
IY k S A ( ) ( ) Y ( )Y ( )d
ZkSD ()()z()d
卢瑟条件：
IZ k S A ( ) ( )Z ( )Z ( )d
物体
检测 45。
2．45。/垂直(记作45/0) 样品可以被一束或多余光照射，照 明光束的轴线与样品表面法线间的夹角为45。，观测方向和样品法线 之间的夹角不应超过10。。
检测
45。
物体
3．垂直/漫射(记作0/d) 照明光束的光轴和样品法线之间 的夹角不超过10。，反射光借助于积分球来收集，照明光束的任一 光线和其光轴之间的夹角不超过5。，积分球的大小可以随意，积分 球开孔面积不能超过积分球总面积的10％。
SP-68 d/8, 卤钨灯 16
便携式
8
4
SP-88 d/8,
色度测定方法
色度的测定方法铂钴比色法色度的标准单位，度：在每升溶液中含有2mg六水合氯化钴（Ⅳ）和1mg铂[以六氯铂（Ⅳ）酸的形式]时产生的颜色为1度。
铂钴比色法原理：用氯铂酸钾和氯化钴配制颜色标准溶液，与水样进行比色（与被测样品进行目视比较，以测定样品的颜色强度），每升水中含有1mg铂和0.5mg 钴时所具有的颜色，称为1度，作为标准色度单位，即色度。
样品的色度以与之相当的色度标准溶液的度值表示。
※注：此标准单位导出的标准度有时称为“Hazen际”或“Pt－Co标”[GB 3143《液体化学产品颜色测定法（Hazcn单位——铂－钴色号）》] 或毫克铂／升。
符合标准：色度测定标准溶液，符合GB/T 605-2006 《化学试剂色度测定通用方法》试剂以及药品：六水氯化钴、浓盐酸(p=1.18g/mL）、氯铂酸钾、除另有说明外，测定中仅使用光学纯水（蒸馏水）及分析纯试剂（AR，红标签）。
光学纯水：将0.2μm的滤膜（细菌学研究中所采用的）在100mL蒸馏水或去离子水中浸泡1h，用它过滤250mL蒸馏水或去离子水，弃去最初的250mL，以后用这种水配制全部标准溶液并作为稀释水。
国家标准配制色度铂钴标准溶液：相当于500度：将1.245±0.001g六氯铂（Ⅳ）酸钾（K2PtC16）及1.000±0.001g六水氯化钴（Ⅳ）（CoCl2·6H2O）溶于约100mL水中，加100±1mL浓盐酸(p=1.18g/mL）并在1000mL的容量瓶内用水稀释下定容到标线。
保存条件：将溶液放在密封的玻璃瓶中，存放在暗处，温度不能超过30℃。
这些溶液至少能稳定6个月。
色度标准溶液：在一组50mL的的比色管中，用移液管分别加入0，2.50,5.00,7.50,10.00,12.50,15.00,17.50,20.00,30.00及35.00mL储备液，并用水稀释至标线。
溶液色度分别为,0，5,10,15,20,25,30,35,40,50,60和70度。
颜色的测量基础
颜色测量基础人们相信对色彩观察视觉最为重要，当人们对颜色的判断有争议时，可使用色卡来判定。
但有人对这种颜色识别方法持有异议，因为每个人的眼睛对色彩的感知能力是不同的。
颜色是肉眼中黄斑颜色感应区对光线的分辨，除了遗传变异因素，随年龄增长，对色彩的感应产生变化。
由此看来，所有对色彩的识别都必须以生理因素为基础，这种看法还在探讨中。
该测量法以及对颜色的分辨与观察者对色彩的识别能力密切相关。
颜色控制方法有两种：视觉和仪器。
在后续页面里，我们将讨论颜色测量方法：- 设备包括色度计和分光光度计- CIELAB 颜色测量系统- 和Munsell颜色测量系统设备视觉可以感受色彩，而为了对颜色进行测量和评估则需要用到仪器。
下面有两个测量颜色的基本思路：∙分析眼睛对三种刺激的反应，该技术称为“三色激励测色法”，测定X、Y和Z三个方面的颜色。
∙另一种方法是计算每一可见光波的反射比(R)，求R值的总和，计算三色敏感性分布标准值(2. J, 和Z)。
理论上，三色激励法在测量荧光方面较强。
但是对于微粒，在三色激励法色度计同人眼视觉的精确符合方面却存在很大的问题，也就是消除仪器的颜色盲区问题。
常用的两类颜色测量仪是色度计和分光光度计。
色度计一台三色激励法色度计由三部分组成：∙一个光源(通常是一个普通电压的灯泡)；∙一组滤镜用于改变入射/反射光能量分布；∙一个光电探测器，将反射光转换为电信号输出。
光谱中每一颜色都有反射系数指纹图。
色度计有三组宽波段滤镜对应灵敏度曲线。
用三色计得到的结果需要进行比较，通常用玻璃或陶瓷校准仪器。
为获得最准确的结果，需要用与被测物颜色相近物质校准。
当色度计确实存在色盲时，该"系留柱"技术仍然能获得相当精确的三色值。
三色激励测色法最适用于快速对比相近颜色，但不很精确。
不同生产商的仪器有很大区别。
色度计比分光光度计便宜。
分光光度计分光光度计可对颜色进行精确测量，测定每一波长的反射系数，还可得到三色激励值。
颜色测量标准
分光测颜色 S
分光测颜色 S
激励值直读 P
波长间隔 (nm) W10
W10
W10
W10
W20
W5以下 0.1,0.5,1.0 2.0,4.0,5.0
W5
W10
W10
---
视野 (度) 2,10
2,10 soft 对应 2,10
2,10
2,10
2,10 soft 对应 2,10 soft 对应 2,10
ＬＡＢ表颜色系。
颜色差 …………… 将颜色的知觉性差异进行定量性表示之意。
CIELAB颜色差 ……
通过Ｌ＊ａ＊ｂ＊表颜色系中２个颜色的差⊿Ｌ＊、⊿ａ＊、
⊿ｂ＊（L＊a＊b＊颜色差）进行定义的颜色差。量符号用⊿Ｅ＊
ab来表示。
1
３．标准测量条件 3.1 标准测量条件···表颜色系：依据ＣＩＥ ＬＡＢ的Ｌ＊ａ＊ｂ＊表示以及⊿Ｅ＊ab 标准光：Ｄ
3
７．测量值的记录方法
7.1 测量值的记录方法
对测量值进行记录时，必须将已测量的测颜色计的名称、测量条件等情况一并做记
录。测量条件等的记录符号以表１为基准，顺序如以下所示。此外，记录例列于7.2 、
7.3 中。
※注1
※注2
照明·受光的
测
测量
视
光
测
厂
测量
测量
几何学方面
量
波长
野
源
量
商
器
器
条件
方
间隔
角
种
品技C
１
Min-
画像
１
CR-221
P
研究开发C １
２
C,D65
测量径 (mm) φ8 (样品φ11)
第5章CIE标准色度系统
二、CIE 1931标准色度系统
1.假想三原色的确定
A. 规定(X)、(Z)两原色只代表色度，没有亮度，光度量只与三 刺激值Y成比例。XZ线称为无亮度线，它在r-g 色品图上的方 程应满足零亮度线的条件。
(R), (G), (B)三原色的相对亮度比 lR:lG:lB 1 .00:4 .0 50 9:0 .0 07 6 假设在色品图上某一颜色的色品坐标为r，g，b，则它的亮
二、CIE 1931标准色度系统
D. YZ边取与光谱轨迹波长503nm点相切的直线，其方程为
1.4r5 0.5g 5 10
E. 假想三原色Ｘ、Ｙ、Ｚ在RGB系统中的坐标 (X)：r =1.2750，g =-0.2778，b =0.0028 (Y)：r =-17392，g =2.7671，b =-0.0279 (Z)：r =-0.7431，g =0.1409，b =1.6022
二、CIE 1931标准色度系统
CIE 1931-RGB系统是从实验得出的, 可用于色度学计算, 但 计算中会出现负值, 用起来不方便, 又不易理解, 故1931年CIE推荐 了一个新的国际通用的色度系统—— CIE 1931－XYZ系统。
在CIE 1931RGB系统的基础上, CIE 1931标准色度系统改用 三个假想的原色X、Y、Z建立了一个新的色度系统。其匹配等能 光谱的三刺激值定名为“CIE 1931标准色度观察者光谱三刺激 值”，简称为“CIE 1931标准色度观察者”。
颜色匹配恒常律： 两个相互匹配的颜色即
使处在不同条件下，颜色始 终保持匹配，即不管颜色周 围环境的变化或者人眼已对 其它色光适应后再来观察， 视场中两种颜色始终保持匹 配。
5.1 颜色匹配
二、格拉斯曼定律 — 仅适用于各种颜色光的相加混合过程
车辆内饰零件颜色评价标准
车辆内饰零件颜色评价前言车辆内饰零件颜色评价1 范围本标准规定了采用仪器测量车辆内部装饰件时对于颜色评价的方法、测量条件及颜色偏差的要求。
本标准适用于车辆内部装饰材料：织物、塑料件（无皮纹纹理、有皮纹纹理、软油漆、装饰漆）、皮革（真皮、人造革）、以及金属件油漆（金属漆除外）2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
DIN 5033-4 颜色测量：光谱法DIN 5033-7 颜色测量：物体颜色的测量条件3 定义3.1颜色系统本标准采用的系统是CIE（国际照明委员会）推荐，现已广泛采用的CIELab系统。
3.2标准样板标准样板是设计认可的关于颜色、触觉、结构、皮纹的复制品，应按照各种不同表面的形式，根据不同的要求由主管颜色的设计部门确定。
3.3原色调原色调是由标准样板颜色坐标绝对值的平均值。
3.4原标准样板标准样板中与原色调最接近的那一块样板就是标准样板应保留在实验室中。
实验室中的这块原标准样板原则上是进行颜色评估的基准。
3.5标准样板标记所有标准样板都应有标准样板代号、色号、颜色标记、发行日期、确认人签名。
3.6单色视觉上总体印象是由同一种颜色构成的表面是单色表面。
3.7抚摸敏感性对于织物而言：用手抚摸时不显示视觉上可见的对比度上的差别的织物是抚摸不敏感的；反之，用手抚摸时明显能够感觉到对比度上的差别的织物是抚摸敏感的。
3.8结构结构是印花和有规则的线条走向，它们会导致部分地方出现不同的绒毛高度，从而引起视觉上的明显对比度差异。
4 技术要求4.1 基本要求本标准所列举的测量极限值是在设计开发阶段规定的在视觉上能够接受的误差极限值，考虑到各内饰零件在安装位置、生产工艺等方面的影响因素该极限值可以进行修改。
色彩学第4章颜色的混色系统CIE色度学系统表色法
暗视觉：
V Km
780
380 e V d
式中V(λ)为明视觉光谱光视效率；V′(λ)为暗视觉光谱光视 效率；Фv,Фv′为光通量，单位是流明(lm)；Фe(λ)是以波 长为自变量的辐通量，单位是瓦(W)；Km=683流明/瓦 (lm/w)；Km′=1755流明/瓦(lm/w)。
0.8
4.2.2 CIE1931XYZ标准色度系 统
1931年CIE在RGB系统的基础上，改用三个假想 的原色X、Y、Z建立了一个新的色度系统。将RGB 系统光谱三刺激值进行转换后，变为以X、Y、Z三 原色匹配等能光谱的三刺激值，定名为“CIE1931 标准色度观察者光谱三刺激值”，简称为 “CIE1931标准色度观察者”，记作x，y，z或x (λ) ，y (λ) ，z (λ) 。这一系统叫做“CIE1931标准 色度系统”或“CIE1931-XYZ”系统。
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行
5.26.20215.26.202108:3008:3008:30:5708:30:57
•CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值 1°-4°视场
•CIE1964补充标准色度观察者光谱三刺激值 大于4°视场、10°视场左右
4.2.1 CIE1931-RGB系统
１、选择三原色： 700nm(R)、546.1nm(G)、 ２、43确5.定8n三m原(B色) 单位：
将相加匹配出等能白光(E光源)时三原色 各自的数量定为三原色的单位。即从色彩角度， 三原色等量（R=G=B=1)混合得到白光。
色差仪中L值a值b值汇总
※色差仪中L值a值b值是什么意思？L表示黑白，也有说亮暗，+表示偏白，-表示偏暗A表示红绿，+表示偏红，-表示偏绿B表示黄蓝，+表示偏黄，-表示偏蓝我上面说的都是相对值，单纯的L,A,B是绝对值，用这三个数值可以在一个三维立体图中，精确的表示出一个颜色的点，用相对值就可以得出和基准点的差异来进行修正总色差ΔΕ =（Δa2+Δb2+Δl2）1/2色差公式：△E*=[(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2]1/2△L=L*样品-L*标准(明度差异)△a=a*样品-a*标准(红／绿差异)△b=b*样品-b标准(黄／蓝差异)工作原理自动比较样板与被检品之间的颜色差异，输出CIE_Lab--三组数据和比色后的△E、△L、△a、△b四组色差数据。
△E总色差的大小：⊙△L+表示偏白，△L--表示偏黑⊙△a+表示偏红，△a--表示偏绿⊙△b+表示偏黄，△b--表示偏蓝※色差怎麽表示CA(Chromatic Aberration)即色差，CA（Area）值用来衡量图像的色差水平，这个值越低说明品质越好。
0-0.5：可以忽略，肉眼难以辨认出；0.5-1.0：很低，只有受过长期专业训练的人才能勉强发现；1.0-1.5：中等，高倍率输出时时常看到，中等镜头的表现；大于1.5：严重，高倍率输出时非常明显，镜头表现糟糕。
由仪器测量的颜色座标系计算色宽容度和色差之业界标准所属分类：品质管理知识作者：[] 发布日期：2005-12-3 【字体：大中小】由仪器测量的颜色座标系计算色宽容度和色差之业界标准(本标准已获准用於美国国防部)简介本标准最初是许多独立发行的色差的仪器评估方法合并的结果.正如在1979年修订的,它包括四个可用仪器测得颜色标量值的颜色空间,其中很多内容业已废弃, 不同色标值下的色差可由十个方程计算得出.根据现代颜色测量技术,仪器,校正标准和方法,测量程序只有很少的意义.1993年出版的修订版删去了这些章节,并把颜色空间和成熟的色差方程,限定为三个广泛应用於烤漆和相关涂装工业的方程.本次修订又增加了两个新的色宽容度方程,并为历史意义从1993年版本的色差方程中提出了两个列入附件中.Hunter的LH, aH ,bH和FMC-2色差方程不再推荐.这次修订也使本标准的地位从方法过度到业界标准.1.范围1.1 本业界标准包括了两个不透明样本间,如烤漆板,不透明塑胶,纺织品样本等的,色宽容度和微小色差的计算.它基於采用日光光源的用仪器测量的颜色座标系.考虑到所测样本可能是同色异谱,通过视觉相似的颜色占有不同的光谱曲线,所以业界标准D4086用於证明仪器测量的结果.由这些程序测定的容差和差值根据CIE1976CIELAB对立颜色空间中近似一致的颜色感觉表达,如CMC的容度单位,CIE-94的容度单位, 由DIN6167给出的DIN99色差公式,或新的CIEDE2000色差单位.基於Hunter的LH, aH ,bH相反颜色空间的色差,或Friele-MacAdam-Chickering(FMC-2)颜色空间的色差,不再推荐用於工业标准.1.2 为了产品的规范,买方和卖方应就样品和参考样之间容许的色差以及计算色宽容度的程序达成一致.每种材料和每次使用的测试条件都需要明确的色宽容度,因为其他外观因素(例如样本的相近,光泽,质地)可能影响测量色差数据之间的相关性和商业接受性.1.3 本标准没有声称包含所有安全因素,即便要,也须结合它的使用.本标准使用者有责任建立合适的安全和健康条件并注意适当的调整使用需求.2.参考文件2.1 ASTM标准(略)2.2其他标准(略)3.术语3.1在E284中的术语和定义可用於此标准.3.2本标准特有术语的定义3.2.1比色分光计n---分光计,它包含一个色散元件(例如棱镜,光栅,干涉过滤器,可调的或不连续的系列单色光源),通常有能力输出色度数据(如三刺激值,推导的颜色座标或表面品质系数).另外,比色分光计也可以根据色度数据的来源报告潜在的光谱数据.3.2.1.1 讨论----曾经,紫外解析分光光度计用於色度测量.现在,用於颜色测量的仪器有很多普通的组件,而紫外解析分光光度计最适合用在色度量的解析中,这需要非常精确的光谱位置和非常窄的带宽以及适度的基线稳定性.比色分光计被设计用於视觉色度计的数据仿真或作为计算机辅助颜色匹配系统的光谱和色度信息来源. 数字比色法允许更多关於光谱等级和光谱带宽的容差,但需要更高的放射等级稳定性.3.2.2 色宽容度方程,n---由可接受性评估得到的一个数学表达式,它基於颜色空间座标系扭曲了该颜色空间的度量,关於一个参考颜色,为了使单个光泽通过.3.2.2.1 讨论---色宽容度方程将一对样品中的一个设定为标准样计算pass/fail值.这样,在两个样本间可察觉的差异不变时,交互改变测试样与参考样将导致一个在可预见的接受水平上的色差变化.而色差方程用颜色空间裏的尺度量化那个颜色空间裏的距离.交互改变参考样与测试样既不改变可查觉的也不改变预知的色差.4.标准摘要4.1参考样与测试样本间的颜色差异由基於光谱或过滤器的色度计测量得来.据标准E308,从光谱仪器上读出的反射系数可经计算转化为颜色等级量,这些颜色等级量也可以从带自动计算的光谱仪器上直接读出.色差的单位是从这些颜色等级量中计算出来的,并近似等於参考和测试样间可察觉的色差.5.意义和应用5.1 原始的基於X,Y,Z三刺激值和色品座标系x,y的CIE颜色标量并不是真正一致的.每个基於CIE值的后续颜色标量都有用於提供某种程度上的一致性的额外因素,这样在不同颜色区域裏的色差将更有可比性.另一方面,由不同颜色标量体系计算的相同样品的色差不可能一致.为避免混乱,样品的色差或相关的容差只有在它们从同一个颜色标量体系中得到时才可比较. 在所有颜色样本中,没有简单的因素可被用於从一个差值或容差单位体系到另一个体系间精确地转换色差和色宽容度.5.2 为了标准的一致,CIE在1976年推荐使用两套颜色公制.CIELAB公制以及与其关联的色差方程在涂料,塑胶,纺织物和相关工业中得到了广泛认可.同时,它没有完全取代Hunter的LH aH bH和FMC-2标准.这两个等级标准的表现相对於有经验的视觉来说,太不足了.相比最近的基於CIELAB调整优化的色宽容度方程,它们不再被推荐了. 因此,包括附件中的两个老的标准,在本标准中只有历史意义.预期将来在修改本业界标准时,附件也会被同时删除.CIELAB公制,就其本身,在本业界标准中也不被推荐去描述小的,中等的色差(差值少於5.0ΔE*ab单位).四个最新定义的方程,这里有文件证明的,高度推荐用於0到5.0ΔE*ab单位范围内的色差.5.3色宽容度方程的使用者发现,在每个体系中,总合三个色差元素向量组成一个单独的标量值,可以有效的判定样本颜色是否在一个标准指定的色宽容度内.然而,为了控制产品的颜色,可能不仅要知道偏离标准的量,而且要知道偏离的方向.可以通过例出三个由仪器决定的色差元素来得到关於少量色差偏离方向的信息.5.4在基於仪器测量值选择色宽容度时,因该小心地与关於颜色、光亮度差异的可接受性的视觉评估和用惯例D1729 得到的饱和度相关.三个这里给出的宽容度方程已被广泛的验证,验证的对象包括纺织品和塑胶,显示出与视觉评估一致并在视觉判断的实验不确定性之内.这就是说,方程本身错误分类色差的苹率不再超过最有经验的颜色匹配师.5.5当色差方程和色宽容度方程按例用於多种不同的光源时,为了产品在日光下使用,他们已被推导或最优化,或二者都有.在其他光源下的计算结果,可能不具有与视觉判断好的相关性.不在日光下应用宽容度方程将需要在体节性水平上的视觉构造如标准D4086.6. 色差和色宽容度的描述:6.1 CIE1931和1964的颜色空间----不透明样本的日光颜色由颜色空间中的点表示,该空间由三个互相垂直的轴表示,三个轴分别为代表光亮度的Y座标和色品座标x和y,其中:X,Y和Z是1931年或1964年CIE标准观察者的三刺激值,它们遵守照明标准D65或其他日光相.这些标度没有提供可感知的统一颜色空间.结果是色差很少从x,y和Y的差异中直接计算出来.6.2 1976年CIE统一颜色空间L* a* b*和色差方程.这是一个接近统一的颜色空间,它基於三刺激值的非线性扩展.它提供差异以产生三个相反的轴,这三个轴分别近似於黑色--白色,红色--绿色和黄色--蓝色的视觉感觉.它在直角座标系上绘图产生, L*,a*,b*值的计算如下:式中,三刺激值Xn,Yn,Zn定义了名义上的白目标色刺激的颜色.通常,白目标色刺激由一个CIE标准光源的光谱辐射功率给出,例如,C,D65光源或其它日光相,由良好的反射扩散体反射入观察者的眼内.在这些条件下,Xn,Yn,Zn是标准光源在Yn等於100时的三刺激值.6.2.1 根据L*,a*,b*得到的两种颜色的总色差ΔE*ab如下计算:注意,所定义的颜色空间叫CIE1976 L*a*b*颜色空间并且色差方程是CIE1976 L*a*b*色差公式.推荐使用缩写CIELAB(所有单词的首字母).6.2.2 1976年CIE公制(L*a*b*)在一个或多个X/Xn,Y/Yn,Z/Zn的比值小於0.008856时没有适当的收敛於零.在计算L*时, 如果正常公式用於Y/Yn的值大於0.008856,那麼当Y/Yn的值小於0.008856时原公式也许仍然可用.下述修正公式用於Y/Yn等於或小於0.008856时:6.2.3 在计算a*和b*时,如果X/Xn,Y/Yn,Z/Zn都小於0,008856,可用以下修正方程代替正式方程:6.2.4 ΔE*ab的量没有指出差异的特性因为它没有指出关於颜色,色度和光亮度差异的相对量和方向.6.2.5 色差的方向由元素∆L*,∆a*和∆ b*的量和代数符号表示:其中,L*s,a* s,和b* s代表参考或标准. L*B,a* B,b* B代表测量样品或测量批.元素∆L*,∆a*和∆ b*的符号大致有如下意思:+∆L*=明亮的-∆L*=较暗的+∆a*=较红的(少绿的)-∆a*=较绿的(少红的)+∆ b*=较黄的(少蓝的)-∆ b*=较蓝的(少黄的)6.2.6 为了判断两种颜色色差的方向,可以计算它们的CIE1976公制颜色角hab和CIE1976公制色度C*ab,公式如下:除了非常深的颜色外,测试样品和参考样品间的颜色角hab差异可与视觉可察觉的颜色差异联系起来.同样的,色度差值ΔC*ab ([C*ab]batch-[C*ab]standard) 可与视觉可察觉的色度差异联系起来.6.2.7 为了判断两种颜色间的不同光亮度,色度和颜色对总色差的贡献,可用CIE1976公制色差来计算ΔH*ab,公式如下:其中, ΔE*ab在6.2.1中计算. ΔC*ab在6.2.6中计算;於是方程:包含的项目显示了光亮度差异ΔL*,色度差异ΔC*ab和颜色差异ΔH*ab 对总色差ΔE*ab的相对贡献.这种计算公制色差的方法没有包含关於色差符号(正或负)的信息,对於接近中性轴的一对颜色的判断可能不稳定.一个可改正这两种问题的选择性方法已被提出:6.3 CMC色宽容度方程:--The Colour Measuremant Committee of Society of Dyers and Colourists英联邦染色师与配色师颜色测量委员会在英国J&P涂装线公司承担了改进JPC79公差方程结果的任务.它是CIELAB方程和当地最优的处於标准位置的产生了FMC-I的方程的结合.它更注重光亮度,色度和颜色改变引起的直接知觉,取代了老的注重光亮度,红绿和黄蓝色的方程. 它的目的是用作单个色泽的判断方程.现在不需用感觉元素去分解原方程—CIELAB模型中的元素已经那样做了.图1显示了CIELAB的色度板(a*, b*),有大量的CMC椭球画在板上.这个图形清楚地显示了椭球区域随CIELAB公制色度L*ab的增加和改变CIELAB 公差颜色角而带来的改变. CMC元素和单个宽容度如下计算:参数(l,c)是系统偏差或参数效应如质地和样本差别的补偿.最普通的值是(2:1),用於纺织品和通过成型模仿纺织材料的塑料.这就意味著光亮度的差异占到色度和色调差异重要性的一半.值(1:1)通常代表一个仅仅能感觉到的差异,用於需要非常严格的容差或具有光泽的表面.对於不光滑的,无规粗糙的,有适度质地的,可用(1:1)到(2:1)之间的中间值.而值(1.3:1)最经常被报道.参数cf是一个商业参数,用於调整容差区域的总量,而接受或拒绝的决定也可以以色宽容度的单位量为基础.颜色依赖函数定义如下:所有的角由角度给出,但通常需要转换成弧度,以便在数字电脑上处理.6.4 CIE94色宽容度方程,这个色宽容度方程的发展是由CMC色宽容度方程的成功促进的,它主要从汽车钢板烤漆的目视观察得来.正如CMC方程,它基於CIELAB颜色公制并用CIELAB颜色空间里的标准位置推导出一系列解析函数修正标准周围区域的CIELAB颜色空间.它的额外函数比CMC中的方程要简单得多.CIE94的色宽容度计算如下:不像其它早先的色差方程,CIE94是由一系列良好定义的条件得来的,在这些条件下方程将提供最佳结果,而偏离这些条件将导致与目视评估的色差显著不同.这些测试条件由表1给出:表1 CIE94色宽容度方程的基本条件特性要求照明D65光源样品照明度1000lx观测正常颜色视觉背景统一中性灰色监视模式目标样品尺寸>4°对象视角样品分离最小可能色差大小0到5个CIELAB单位样品结构视觉均一参数kL ,kC ,kH是可被用於补偿质地和其它样本表达效果的参变因素,同时kv基於工业偏差调整色宽容度量的大小.参数SL,SC,SH用於表现CIELAB颜色空间的局部变形,基於那个空间中的标准样本位置.它用下述方6.5 DIN99色差方程—由Rohner和Rich发表於1996年的论文促进了德国标准协会更进一步发展和标准化一个改良的翻译作为新的色差公式,一个用CIELAB的对数座标系而不是用CMC和CIE94的线性和双曲线函数的球状颜色空间模型.该方程由DIN6167标准推导和证明.它提供了一个经轴旋转和对数扩张的新轴去与CIE94色宽容度公式的空间相符.它不须如CIELAB颜色空间利用鉴定的样本作为变形距离的来源.还有,当轴L*,C*和h*ab与光亮度,色度颜色的感觉相联系时,即不是X,Y,Z的三刺激值也不是CIELAB轴a*,b*是感觉可变的,它似乎适合於随wcbbw- fechner的感觉规律去标度颜色空间的差异和距离.这产生了一个相对易用和对CMC或CIE94有相同表现的公式.它也消除了讨厌的基於CIELAB 变形的参考色.这样计算的色差只基於在DIN99空间的欧氏距离. 计算DIN99公式的程序如下:其中,下标S指产品标准,下标B指现在的产品批或测试样.默认参数是: KE=KCH=1, KE(1:KCH).对纺织品应遵如下平衡关系,为获得相对於CMC(l=2,c=1)差异的等价计算差异,可用参数:2(1:0.5),就是说KE =2, KCH =0.5.6.6 CIEDE2000色差方程------这个色差方程的发展是由研究CMC和CIE94哪个色差方程表现更好而引发的.在研究过程中,研究者得到的结论是没有公式是真正最优的.所以CIE建立了一个新的技术委员会,TC 1-47, 颜色&光泽度依赖修正工业色差方程,去推荐一个新方程改进这两个色宽容度方程的缺点.色宽容度方程的一个主要缺点是用CIELAB颜色空间里的参考颜色去计算CIELAB颜色空间的局部变形.当验证的两个样本颠倒过来(将原始测量样为参考样而原来的参考样为测量样),计算的结果是不同的.这与所观察的是矛盾的.明显的,两个样品只是通过互换角色不应该有量的差别.通过应用两个样本间的算术平均色去计算CIELAB颜色空间的局部变形,两个样品的角色可以随意互换而不影响计算色差的量,完全符合目视评估.CIE TC1-47的报告显示, 经过大批样品,CIEDE2000比CMC和CIE94都做得好.CIEDE2000的色差由下式计算:样本或工业依赖参数是KL,KC,KH并且颜色空间依赖参数是SL,SL,SH和RT.三个S项在,假定为直角的,CIELAB坐标系中.并且RT项用於计算CIELAB图中蓝色和紫蓝区域的旋转色差量.四个颜色空间量计算如下:在本式中并不明显,所有展示的角都以角度出,包括Δθ都必须转换成弧度,为了在数字计算机上进行三角解析.6.6.1 用参考和测试样CIELAB颜色坐标系的算术平均值计算CIELAB颜色空间的局部变形产生了一个新问题.现在的基於CIELAB变形空间的标准位置色宽容度差异方程允许使用者预设按受量.这对於一定的依织品资料排架应用和成图品质控制图很方便.这样的设定对於CIEDE2000是不可能的.根据修整的空间坐标系L*a’b*绘出一组颜色即不可能也不合理,因为a’是由每对颜色独立地决定.这样,该方程只适合於在成对产品,标准产品和产出测试样,之间进行比较.但不可用於统计制程控制.7.测量试样:7.1 本业界标准没有包含样品制备技术.除了其他指定的或同意的,准备样品应与适当的测试方法和标准一致.8.程序8.1 按标准E805选择合适的颜色测量几何条件.8.2 按手册指南和标准E1164所给程序操作仪器.8.3 如果用分光比色计,依次,在足够数量的波长间隔内获得参考样和测试样的反射值,精确计算CIE三刺激值.详见标准E308.8.4 每样表面至少测量三个部位去获得数据统一的方向.记录每次测量的位置.9.计算9.1计算色标值L*,a*,b*和局部宽容度系数(SL,SC,SH),如果不是自动得到.9.2计算色差ΔE*ab, ΔECMC和它们的元素,或ΔE94 ,ΔE99,或ΔE00,如果不是自动得到,如6.2-6.6所述计算.10.1报告以下信息:10.1.1总色差ΔECMC,ΔE94,ΔE99,或ΔE00,每样依其参考.10.1.2对於CIELAB色差, L*,a*,b*是参考样的,ΔL*,Δa*,Δb*如果需要还有Δhab,Δc*ab和ΔH*ab对每样. 10.1.3 对其他色宽容度或色差尺度,只有CIELAB的相关值可被作为局部变形报告出来,不需要提供连续的,视觉修正参数.10.1.4对不均一样品,色差值属於样品的不同区域.10.1.5描述或说明制备样品的方法.10.1.6按操作者姓名和仪器号以及使用的色标体系鉴定仪器.11.精度和偏差11.1 测试方法的精度和偏差不能同测试的样品和材料分开来.由於本业界标准没有强调与样品的制备和表达有关的话题,无法最终明确可达到的精度和偏差.下一步,可用商业合作测试项目的数据说明一种材料的精度.因为很多三角函数包括在颜色空间的计算中,所以所有的计算应在IEEE浮点格式中计算机体系可提供的最大量的精度范围内,即通常所说的双精度格式.11.2 协作测试服务,颜色和色差合作参数项目,已经调查了颜色的精度和色差测量法,并且从1971年开始每季度公布多对涂装片以展示微小色差.在一个最近的典型的调查裏,包含了118个仪器.表2给出了在相互比较中分开考虑的不同仪器组的平均色差和它们的标准偏离,以及解析和测量条件.11.2.1可再生性----基於实验室间的标准偏离,由不同实验室里的操作员测量有刻度的白纸原料上不透明、无光粗糙的烤漆层得到的两个色差结果,其差值不应大於表2中R*栏列出的值.11.3精度----基於实验室内的标准偏差,色差精度的测量,总结在表2里.与文章(14，15)中报道的颜色测量精度值相等,所以可以代表所有样品材料的精度.12关键词12.1颜色,色差,颜色尺度,颜色空间,色宽容度.表2 由不同的测试和解析条件决定的计算色差偏离测量条件几何光源观察者△E 方程仪器数平均值△E 标准偏差R*A45°/0° D65 1964 CIELAB 54 1.05 0.07 0.2145°/0° D65 1964 CMC(2:1) 54 0.55 0.03 0.09SphereB D65 1964 CIELAB 282 1.00 0.06 0.18SphereB D65 1964 CMC(2:1) 282 0.53 0.03 0.09用仪器测定颜色一致性的方法计算色差※色差和白度的定义？色差有三个意思：（一）各种波长的光将以不同的程度而色散。
颜色度量体系及标准
由于饱和度不同会呈现不同的颜色。
色调不同于我们平时所说的颜色（色度）。同样的色调，
（二）饱和度（鲜艳与否）
饱和度(saturation)是颜色的纯洁性，可用来区别颜色艳丽的程度。
01
当一种颜色渗入其他光（白光）成分愈多时，就说颜色愈不饱和。完全饱和的颜色是指没有渗入白光所呈现的颜色。
三．CIE 1931 XYZ
这里RGB和XYZ都表示坐标的值，取值范围0-1。
定义想象中的三种基色X，Y和Z，由CIE 1931 RGB颜色空间 到XYZ颜色空间的变换式为:
反变换：
注意：上两式都不是配色方程！！ 可以得到配色方程如下：
匹配光谱颜色时所有的X，Y和Z值都是正的，不需要一种负值的基色。
电视系统颜色空间：
2．由RGB到XYZ转换的计算
问题：给出RGB和参照白光在xy色度图中的坐标，求RGB到XYZ转换 设R：（xr,yr,zr=1-xr-zr） G: （xg,yg,zg=1-xg-zg） B: （xb,yb,zb=1-xb-zb） 参考白光（xn,yn,zn=1-xn-yn）
YIQ和RGB
美国日本等国家采用一种变形的NTSC电视制式采用YIQ标准。
二．数字电视颜色空间
同样是BT.601标准,定义了一种标准清晰度电视（SDTV standard definition television）颜色标准。Y仍然表示亮度，定义Cb和Cr两个颜色分量。 1.YCbCr 反变换：
既然是数字信号，就必须要结合字节来讨论取值范围。上 式中RGB的取值范围为0-1（或0-256），可得Y的取值范围为0-1 （或0-256） ，Cb和Cr的取值范围是-0.5-0.5 （或-128-128） 。
色彩测量
问题?
L*a*b* 颜色空间
L*=亮度 从白色到黑色 a*=+红色 -绿色 b*=+黄色 -蓝色
一个直角坐标系统 (x , y, z)
L*C* h*颜色空间
L*=亮度 从白色到黑色 C*=浓度 色饱和度 h*=色相角 0 °- 360 ° 球面坐标系统 (X,Y,Z)
CMC 颜色空间:眼睛很容易地感觉到
• 观察者 - 模拟了‘眼睛'
– 3 或 4个干涉滤镜与单晶硅探测器配合使用。有时 也会采用衍射光栅。
仪器原理
• 样品如何被照明，而且被反射光如何被 捕获 • 两种常见类型
– 0/45( 或 45/0) – 球型/多角
• 两类仪器得到的数据是不相关的。
测量点
• 测量多少点才能得到颜色曲线? • 通常是多一些比较好, 但是处理时间较长 。
– 操作员
–着色剂 –基材 –着色剂的传递方式 –观察者 • 所有的五项因素都会影响配色。因此， 我们能全部控制他们吗?
技术上的装置允许我们将观察者 和光源标准化:分光光度计
光源/观察者组合
• 光源 - 模拟自然光来源
– 要考虑光源可能导致同色异性现象 – 现代的色度测量装置通常使用卤素- 钨灯或氙灯
• 对任何色相,1CMC 单位是相同的数量的 感觉上的颜色变化。
CMC 误差
误差
• CMC 和 L*C* h*提供一个近似于人类对 颜色感觉的描述，结果优於 L*a*b* • 误差时常被记为 (D) 价值 -DL*,Da*,Db*,Dc*,Dh* • 总色差被表示成 DE
外表和颜色 - 产品的最初的和基本 的信息
色盲
• 色盲, 事实上是彩色视觉缺乏, 影响你区 别某颜色，例如红色的，绿色的，和蓝 色的和黄色的颜色 • 病因/视网膜上对颜色敏感的细胞对颜色 不能正确地响应。 由于遗传的关系，男 性色盲大约比女性多~10%。 • 症状-红色/ 绿色色盲是最常见的,而蓝色 的/ 黄色是较不常见。
颜色度量体系及标准
色彩深度决定了图像中可表示的颜色数量，常用的色彩深度有8位、 16位、32位等。
色彩匹配
色彩匹配是数字图像处理中的一项技术，用于在不同设备或软件之间 保持颜色的一致性。
印刷行业的颜色管理
01
油墨和纸张
印刷过程中需要考虑油墨和纸张 对颜色的影响，选择合适的油墨 和纸张以获得准确的颜色效果。
色彩校准
02
颜色度量体系
颜色空间
RGB颜色空间
基于红、绿、蓝三种基本颜色，广泛应用于计 算机显示和数字图像处理。
CMYK颜色空间
基于青、品、黄、黑四种颜色，主要用于印刷 和打印行业。
HSL和HSV颜色空间
基于色调、饱和度和亮度或明度，便于人眼理解和操作。
颜色系统
1 2
RGBE颜色系统
结合RGB和亮度信息，提供更广泛的动态范围和 颜色精度。
色卡比对仪器
用于比对不同色卡或标准颜色样品，常用于 颜色匹配和质量控制。
颜色测量技术
反射光谱测量
通过测量物体表面反射的光谱特性，分析颜色的光谱分布。
透射光谱测量
通过测量物体透射的光谱特性，分析透明物体的光谱分布。
积分球测量
通过积分球收集光线，测量物体在整个光谱范围内的反射光谱特性。
色卡比对
通过比对不同色卡或标准颜色样品，进行颜色匹配和质量控制。
误。
照明设备标准
照明设备的光谱分布对 颜色表现有重要影响， 需要遵循一定的标准， 如CIE和ISO等。
色彩测量
在显示器和照明设备的 颜色标准化中，需要采 用色彩测量技术，以获 得准确的颜色数据。
06
未来颜色度量体系的发展 趋势
高动态范围成像（HDR）的颜色度量